短肢墙结构的分析和设计

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短肢墙结构的分析和设计

短肢墙结构是一种常见的钢筋混凝土剪力墙结构形式,广泛应用于高层建筑中。与普通剪力墙相比,短肢墙的截面高度较小(通常为墙厚的3~8倍),具有更大的开间和空间灵活性,同时兼顾一定的抗震性能和承载能力。

分析与设计要点

1.受力特点短肢墙主要承受竖向荷载和水平荷载,其受力机制介于框架和剪力墙之间。由于截面高度较小模板工程施工方案正式,短肢墙在水平荷载作用下表现出较大的变形,抗侧刚度较低,需通过合理布置加强其整体性。

2.结构分析短肢墙结构的分析主要包括静力分析和动力分析。静力分析关注竖向荷载和水平荷载下的内力分布及变形;动力分析则着重研究结构在地震作用下的响应。有限元法是常用的分析工具,能够准确模拟短肢墙的非线性行为。

3.设计原则延性设计:短肢墙易出现剪切破坏或脆性破坏,设计时需采取措施提高其延性,如控制轴压比、配置约束边缘构件等。整体性增强:通过设置连梁或加强带,将短肢墙与其他墙体或柱连接,形成协同工作体系。配筋要求:纵向钢筋和箍筋的配置应满足规范要求,确保墙体在地震作用下的抗剪能力和抗弯能力。

4.抗震性能优化短肢墙的抗震性能较弱,设计时需重点考虑抗震构造措施。例如,限制短肢墙的数量和位置,避免过多集中布置;适当增加连梁刚度,以分散地震力。

5.施工注意事项短肢墙施工过程中,需严格控制模板支设精度和混凝土浇筑质量,确保墙体几何尺寸和配筋符合设计要求。

综上所述,短肢墙结构的设计需要综合考虑力学性能、抗震需求和经济性,在满足规范要求的前提下实现安全可靠的建筑结构。

多肢截面(2肢或2肢以上) 异形柱:各肢均满足1≤H/B≤3 弱短肢剪力墙:各肢均满足1≤H/B≤5,至少有1肢 应该满足38,其余各肢长宽 比不限

PKPM“短肢墙”判断规则:与某片“直线墙”的关联肢 数不超过2肢(含自身),且每肢均满足5

短肢剪力墙结构”的界定

g结构中短肢墙不宜太多

短肢剪力墙结构"的界定

9结构中短肢墙不宜太多 高规第7.1.2条规定了高层建筑结构不应采用全部短肢剪力墙 的剪力墙结构。 抗震设计时,短肢墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜大 于结构总底部地震倾覆力矩的50%; 对于多层短肢剪力墙结构,各层短肢剪力墙的总截面面积不宜 超过本层总剪力墙截面面积的2/3。(北京市规定) 短肢墙太多的结构,抗震性能缺乏保障 g剪力墙结构中短肢墙数量较少时,仍应界定为“普通剪力墙结 构” 短肢墙较少时,整个结构的抗震性能仍然近于普通剪力墙结构 “普通剪力墙结构"中的短肢墙的轴压比,宜按照“短肢剪力墙结 构"中的短肢墙的轴压比限值从严控制。

“短肢剪力墙结构”的界定

短肢剪力墙结构的受力特点及变形特征

短肢墙结构的优点:对于12~16层的小高层建筑结构,既可以 保证结构的刚度,容易控制位移,又可以使室内空间方正合理。 这是短肢墙结构得以普遍应用的主要原因。 短肢剪力墙结构的受力、变形特征:界于框剪结构和普通剪力 墙结构之间。在截面积相等的前提下,由于短肢墙的刚度大于框 架柱小于普通墙,这使得短肢剪力墙结构的刚度分布比框剪结构 更均匀,从而也使水平力(地震作用,风荷载)和竖向力(恒、 活)在构件间的分配更均匀。 短肢墙分配的水平剪力比例高于框剪结构中的框架柱。 短肢墙分配的竖向轴力比例通常也大于框剪结构中的框架柱。

短肢剪力墙结构的变形特征:侧移曲线

短肢剪力墙结构的应用范围

高规第7.1.3条规定了B级高度高层建筑和9度

短肢剪力墙结构的抗震加强

抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比高规4.8.2 规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用;(延性等 级提高) 抗震设计时,各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作 用下产生的轴力设计值的轴压比,抗震等级为一、 二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7;对于无翼缘 或端柱的一字形短肢剪力墙,其轴压比限值相应降 低0.1;(延性指标:提高滞回环饱满度) 抗震设计时,除底部加强部位应按高规7.2.10条调 整剪力设计值外,其它各层短肢剪力墙的剪力设计 值,一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和 1.2;(延性指标:强剪弱弯调整)

短肢剪力墙结构的抗震加强

短肢剪力墙结构的抗震加强

短肢剪力墙结构的抗震加强

二道防线调整:任一层短肢剪力墙所承受的水平 剪力不应小于基底剪力的20%;(北京市规定)

利用PKPM软件进行短肢墙结构设计

针对高规提出的“短肢墙结构"的概念,PKPM软件 也增加了相应的功能,以体现短肢墙结构的设计要 求。设计人员在使用软件时,应注意以下几点:

首先要按照前面介绍的短肢墙结构的界定方法,判断 结构布置是否符合短肢墙结构的特定条件,若符合, 就在软件“总信息”参数的“结构体系”选项里,指定结 构为“短肢剪力墙结构";若不符合,则指定结构为“剪 力墙结构”。 对于“短肢剪力墙结构"中的短肢墙,在设计时,软件 自动将其“抗震等级"提高一级;(普通剪力墙结构中短 肢墙的抗震等级,软件不会自动提高)

利用PKPM软件进行短肢墙结构设计

利用PKPM软件进行短肢墙结构设计

文件输出:短肢墙所占倾覆弯矩的比例 SATWE输出文件:WV02Q.OUT PMSAP输出文件:简单摘要(工程名.RPT); 详细摘要(工程名.ABS); 计算书(工程名.JSS); 三个文件中均有输出

文件输出:短肢墙所占倾覆弯矩的比例

利用PKPM软件进行短肢墙结构设计

利用PKPM软件进行短肢墙结构设计

带转换层的短肢墙结构的设计

结构基本特点:核心筒落地,核心筒外围的短肢墙 自上而下至转换层处中断,由(转换梁一框支柱)系 统承托。示意图如下:

带转换层的短肢墙结构的设计

工程实例:共14层,转换层在第三层,转换层以上11层为短肢墙结构

带转换层的短肢墙结构的设计

带转换层的短肢墙结构的设计

雨季应急施工方案发计步骤2:当结构属于普通框支剪力墙结构时

带转换层的短肢墙结构的设计

设计步骤3:当结构属于带转换层的短肢墙结构时「分两次计算 (一次计算)在软件“总信息"参数的“结构体系"选项里,【指定 结构为“复杂高层结构”(SATWE)]或者[指定结构为“框支剪力墙 结构”,并同时勾选结构为“复杂高层”(PMSAP)】。 。正确定义转换 层层号、转换梁和框支柱。转换层及以下楼层的所有构件设计结 果,以及位于转换层以上的、剪力墙底部加强区的、普通剪力墙 的设计结果,都以本次计算为准。 (二次计算)在软件“总信息"参数的“结构体系"选项里,指定 结构为“短肢墙结构”。转换层以上楼层的构件设计结果,除了位 于转换层以上的、剪力墙底部加强区的、普通剪力墙的设计结 果,都以本次计算为准。

带转换层的短肢墙结构的设计

带转换层的短肢墙结构的设计

带转换层的短肢墙结构”的抗扭问题 “带转换层的短肢墙结构"的落地核心筒平面尺寸不宜太小,否 则抗扭能力不足,容易出现周期比超限。 当“带转换层的短肢墙结构"出现周期比超限时,可以考虑加强 转换层以下楼层的外圈刚度,沿外圈增设部分剪力墙是有效的措 施。(注意:调整转换层以上楼层的外圈刚度则通常收效甚微)

带转换层的短肢墙结构的设计

工程实例:共14层,转换层在第三层钢结构防腐施工方案,转换层以上11层为短肢墙结构

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